Согласно исследованию, опубликованному в журнале открытого доступа BMC Zoology, солдаты армейских муравьев (Eciton) больше, но их мозг не больше, чем у других рабочих в той же колонии, которые выполняют более сложные задачи. Совместная группа исследователей под руководством Университета Дрекселя в Филадельфии, американские и немецкие коллеги предполагают, что, поскольку очень специфические и ограниченные задачи, которые выполняют солдаты, предъявляют к ним ограниченные когнитивные требования, инвестиции в развитие мозговой ткани также ограничены..
проф. Шон О'Доннелл, ведущий автор исследования, сказал: «Чтобы сравнить различные типы каст муравьев - солдат и других рабочих - мы воспользовались преимуществами резко отличающегося класса солдат-рабочих в колониях армейских муравьев Эситона. Солдаты различны морфологически - они крупнее своих товарищей по гнезду, - но также различны и поведенчески: у них более простой поведенческий репертуар. Наши результаты подтверждают идею о том, что простое поведение солдат позволяет снизить затраты на развитие мозга».
Муравьи являются эусоциальными насекомыми, и поэтому различия в индивидуальных способностях организованы на основе того, что приносит пользу колонии в целом, а не отдельному человеку. Авторы предположили, что такой отбор на уровне колонии может привести к разным размерам мозга у разных каст рабочих муравьев в зависимости от когнитивных требований, предъявляемых к ним функцией, которую они выполняют в колонии.
Авторы сравнили общий размер мозга с размером тела у 109 рабочих армейских муравьев и 39 солдат восьми видов и подвидов Eciton. Изучая доли усиков муравьев, которые получают обонятельную информацию, и их грибовидные тела, высшие мозговые центры, участвующие в обучении и памяти, авторы также исследовали, различается ли архитектура мозга у рабочих и солдат. Они обнаружили, что, хотя солдаты были крупнее рабочих, их общий размер мозга существенно не отличался. У них также были относительно меньшие доли усиков и меньшие грибовидные тела.
Выводы показывают, что, поскольку развитие и поддержание мозговой ткани дорого обходится как отдельному организму, так и муравьиным колониям в целом, естественный отбор на уровне колонии способствует уменьшению инвестиций в мозговую ткань у солдат, которые имеют дело с меньше когнитивных требований, чем другие работники. Авторы также обнаружили, что у солдат есть относительно большие мышцы, прикрепленные к нижней челюсти, которые используются для борьбы с нападающими, что предполагает, что инвестиции в мозг могут компенсироваться развитием мышц у разных видов рабочих муравьев..
проф. О'Доннелл сказал: «Мы считаем, что это первое исследование, в котором изучается возможность снижения инвестиций в мозг у членов социальной группы с эволюционными преимуществами, накапливающимися на уровне колонии, несмотря на потенциальные когнитивные издержки для отдельных лиц. В большинстве предыдущих исследований такого рода сравнивали различные виды или изучали, какие факторы могут способствовать увеличению инвестиций мозга на индивидуальном уровне. Наше исследование исследует, как снижение поведенческих способностей и связанное с этим сокращение инвестиций в мозг у отдельных лиц может принести пользу социальным группам в целом».